8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Причины неисправности лямбда зонда


зачем нужен и как проверить лямбда-зонд своими руками

Как работает датчик кислорода

Срок службы лямбда-зонда

Из-за чего выходит из строя лямбда-зонд

Признаки неисправности лямбда-зонда

Как проверить лямбда-зонд

Назначение лямбда-зонда (датчика кислорода) — передача информации о составе рабочей смеси с выпускного коллектора в ЭБУ. Качество сгорания топливно-воздушной смеси (ТВС) напрямую влияет на работу двигателя.

Корректная работа датчика кислорода помогает:

  • Повысить производительность мотора благодаря определению близкого к идеалу пропорции впрыскиваемого топлива и воздуха.
  • Уменьшить выработку вредных газов (CO, CH, NOx), выбрасываемых в атмосферу и наладить экономичную работу автомобиля за счет правильно подобранного состава рабочей смеси.

На современные автомобили с инжекторным двигателем ставят один или несколько катализаторов и два и более датчика кислорода. Где стоит лямбда-зонд? Зависит от вида авто. Распространены системы с двумя устройствами, которые расположены до и после катализатора. Таким образом определяется избыток кислорода в смеси до попадания газов в устройство. В автомобилях с одним зондом — установлен спереди, на выпускном коллекторе.

Как работает датчик кислорода

ЭБУ отмеряет количество подаваемого топлива с помощью форсунок, задавая объем на определенной момент. Зонд обеспечивает обратную связь, что позволяет точно определит пропорции бензина, дизеля или газа. ЭБУ запрашивает информацию один раз в 0.5 секунды на холостом ходу. На повышенных оборотах частота запросов пропорционально увеличивается. Анализируя данные, блок управления корректирует состав ТВС, делая её беднее или богаче. Поддержание оптимальной ТВС — назначение лямбда-зондов. Идеальным соотношением воздуха и топлива считается пропорции 14.7:1 (бензин), 15.5:1 (газ) и 14.6:1 (дизель).

Виды датчиков кислорода по устройству конструкции и принцип работы:

  • Двухточечный, узкополосный (простой). Работает основываясь на измерении количества кислорода в выхлопных газах. Чем беднее ТВС, тем ниже напряжение, богаче — выше.
  • Широкополосный. Генерирует сигнал более широкого диапазона для точной оценки пропорции в ТВС.

Срок службы лямбда-зонда

Средняя продолжительность жизни кислородных датчиков на российском бензине 40 000–100 000 км. Для увеличения срока службы рекомендуется заливать качественное топливо с низким содержанием примесей и тяжелых металлов. Самодиагностикой определить неисправность достаточно сложно, установить причину — практически невозможно. Это может быть износ, низкое качество бензина, механическое повреждение и другие факторы.

Если у вас возникли подозрения в неисправности датчика кислорода, обратитесь к профессиональным диагностам. При помощи осциллограммы специалист определит причины неисправности и подскажет пути устранения.

 

Из-за чего выходит из строя лямбда-зонд

  • Механическое повреждение. Сильный удар в результате аварии, наезда на бордюр или езды по бездорожью отрицательно влияет на состояние зонда;
  • Некорректная работа двигателя и неисправности системы зажигания приводят к перегреву кислородного датчика и поломке;
  • Засорение системы. Основной причиной неисправности лямбда-зонда будут продукты сгорания некачественного топлива. Чем больше тяжелых металлов, тем скорее он забьется;
  • Поломка в поршневой группе. Неисправные поршень, поршневой палец и шатун пропускают масло в выхлопную систему, которое забивает зонд;
  • Попадание жидкости. Загрязнение любого вида сократит срок работы зонда;
  • Замыкание в проводке;
  • Слишком богатая или бедная топливно-воздушная смесь;
  • Разгерметизация выпускной системы пропускает воздух и отработавшие газы, что выводит лямбда-зонд из строя;
  • Пропуски зажигания;
  • Присадки и «улучшайзеры» топлива;
  • Естественный износ. В условиях некачественного топлива средний срок службы датчика составляет 40–70 тыс. км.

Выход из строя лямбда-зонда происходит постепенно. Последствия неисправного датчика кислорода выливаются в аварийный режим управления двигателем. Так производители уберегают машину от серьезных поломок, а водителя от аварийных ситуаций.

Неисправность лямбда-зонда предотвращается регулярной профилактикой и диагностикой, выявляющей поломки на начальных стадиях. Если кислородный датчик вышел из строя, читайте о способах его отключения.

Признаки неисправности лямбда-зонда

  • Повышается уровень токсичности газов. Определить токсичность можно с помощью диагностики. Внешне никак не диагностируется, даже запах выхлопа практически не изменится.
  • Увеличивается расход топлива. Каждый автомобилист следит за наполненностью бака, старается найти свою крейсерскую скорость, когда расход минимальный. Поэтому увеличившееся потребление топлива заметит сразу. В зависимости от серьезности неисправности лямбда-зонда, он вырастает на 1–4 литра. Повышенный расход, конечно, способен вызвать не только неисправный датчик кислорода.
  • Выдаются ошибки кислородного датчика (P0131, P0135, P0141 и другие), загорается «Check Engine». Обычно чек появляется при неисправности зондов или катализатора. Диагностика установит точную причину.
  • Перегревается катализатор. Неисправные лямбда-зонды подают неправильные сигналы в ЭБУ, что может привести к некорректной работе катализатора, его перегреву вплоть до раскаленного состояния, и последующего выхода из строя.
  • Появляется дерганье и нехарактерные хлопки в двигателе. Лямбда-зонды перестают генерировать правильный сигнал, из-за чего дестабилизируется работа оборотов холостого хода. Обороты колеблются в широком диапазоне, что приводит к ухудшению качества топливной смеси.
  • Ухудшаются динамические характеристики автомобиля, теряется мощность, тяга. Подобные признаки появляются в запущенных ситуациях. Неисправные датчики также перестают работать на непрогретом двигателе, а машина различными способами сигнализирует о неполадках в системе.

Если вас беспокоит один из этих признаков, обратитесь к специалисту. С помощью диагностического оборудования он определит точную область поломки и поможет в исправлении.

Как проверить лямбда-зонд

Итак, автомобиль едет рывками, повысился расход топлива, загорелся «Check Engine». Признаки не характерны только для поломки лямбды, поэтому нужна полная диагностика систем. Но если вы уверены, что дело в нем, рассказываем, как проверить датчик своими руками.

Проверять кислородные датчики рекомендуют через замер значений напряжения. Подобную проверку лямбда-зонда мультиметром, тестером и омметром можно провернуть в собственном гараже.

Порядок действий следующий:

  1. Прогрейте двигатель до рабочей температуры. Непрогретый лямбда-зонд не заработает.
  2. Снимите и осмотрите зонд и проводку на предмет механических повреждений и загрязнений. Если он погнут, поцарапан или покрыт наростом сажи, свинцовым налетом, белым или серым нагаром, меняйте.
  3. Проверьте работоспособность лямбда-зонда омметром. Часто причина неисправности кроется в поломке спирали подогрева или проводов к нему. Как его «прозвонить»? Присоедините омметр между проводами нагревателя, предварительно отсоединенные от колодки. При исправной работе сопротивление сигнальной цепи на разных автомобилях варьируется от 2 до 10 Ом и от 1 ком до 10 мОм в цепи подогрева. Если его нет совсем, в проводке обрыв.
  4. Протестируйте сигнал зонда с помощью мотор-тестера, стрелочного вольтметра или осциллографа. Подсоедините тестер между проводом массы и сигнальным, поднимите обороты до 3 000 Нм, засеките время и следите за показаниями. Они должны изменяться от 0.1 до 0.9 вольт. Рекомендуем заменить датчик, если диапазон изменений меньше или за 10 секунд сменилось меньше 9–10 показаний. Причина ошибки может быть в «усталости» и медленном отклике системы.
  5. Проверьте исправность лямбда-зонда через опорное напряжение. Заведите машину, измерьте напр��жение между массой и сигнальным проводом. Если показатели отличаются от 0.45 вольт больше, чем на 0.2, датчик или цепи в цепи, ведущие к нему, неисправны.

Если нет приборов для проверки работоспособности лямбда-зонда, обратитесь к специалистам. Они проведут полную диагностику и точно назовут причину неисправности за меньшие деньги и время, которые бы вы потратили на покупку устройств и выявление неисправности самостоятельно.

Видеоинструкция:

Рекомендуем посмотреть

Причины и признаки неисправности лямбда-зонда

Располагается лямбда-зонд в выпускном коллекторе.

Лямбда-зонд или как его еще называют кислородный датчик, может иметь различные модификации.

Так на моделях авто эконом-класса, а также устаревших автомобилях установлены двухканальные лямбда-зонды, определяющие только отклонения в ту или иную сторону показателей содержания кислорода в топливе.

Современные машины бизнес-класса и категории люкс получили в оснащение широкополосные лямбда-зонды, которые определяют отклонения в процентном отношении, что благотворно сказывается на работе мотора. В частности двигатель может стабильно удерживать холостые обороты, экономно расходовать горючее и повышать ресурс авто.

Со стороны электротехники кислородный датчик отзывается на изменение напряжения с центрального блока управления впрыском, который в свою очередь принимает необходимые меры.

Причины неисправности

Сломаться лямбда-зонд может по разным причинам, но неизменно станет хуже работать мотор, так как снижается качество топливной смеси.

На функционал лямбда-зонда может повлиять:

- дегерметизированный корпус датчика и как следствие проникновение внутрь воздуха и выхлопа

- повышение температуры в приборе из-за поломки в системе зажигания или непрофессионального тюнинга мотора

- внушительный срок эксплуатации

- блокировка рабочей поверхности прибора продуктами сгорания при некачественном горючем

- нарушения электропроводки и электросоединений

- удар по корпусу датчика с последующей поломкой внутренних элементов.

Этапы выхода из строя лямбда-зонда

Первым делом кислородный датчик прекращает нормально функционировать в повышенных режимах силового агрегата. На этом этапе электротехнические свойства мотора настолько падают, что лямбда-зонду не удается создать нужный сигнал. Холостые обороты дестабилизируются и начинают «плавать» в обширном диапазоне (300-600 об/мин). Внешне это выражается в подергиваниях авто, из-под капота раздаются хлопки, а на панели приборов загорается сигнал о неисправности мотора. Если снизить обороты двигателя, то тревожные симптомы исчезнут, но нужно обязательно обратить на них внимание.

Во вторую очередь кислородный датчик не работает на холодном моторе и заводится лишь при самой высокой температуре, а до этого ведет себя как при неисправной системе впуска или газораспределителя. То есть автомобиль дергается, если остановить подачу горючего, то резко замедляет ход, а мотор начинается греться свыше нормы.

Если автовладелец проигнорирует вышеперечисленные признаки, что лямбда-зонд выйдет из строя полностью. При таком исходе расход горючего взметнется на 10-15%, режим движения нарушится, а также увеличится токсичность выхлопных газов. В современных авто при неисправном кислородном датчике блокируются все действия водителя и авто переходит в аварийный режим.

Практически все автопроизводители заверяют, что отремонтировать кислородный датчик невозможно и спасет только полная замена этого прибора. Поэтому важно своевременно проводить диагностику, при которой выявится неисправный лямбда-зонд ,что спасет автомобиль от более существенной поломки.

Смотреть все фото новости >>

Причины преждевременного выхода из строя лямбда зондов и способы их устранения.

Срок службы лямбда зондов при нормальных условиях эксплуатации составляет от 50 до 250 тысяч км пробега в зависимости от типа датчика.

Ниже перечислены наиболее распространённые причины их преждевременного выхода из строя.

Если выявлена ошибка в работе лямбда зонда, то необходимо провести его полный внешний осмотр и проверить его работу:

1. Проверьте целостность электроразъёма и проводов датчика.
2. Внимательно осмотрите сам датчик на наличие вмятин, трещин и прочих механических повреждений.
3. Проверьте чистоту контактной группы электроразъёма, а также отсутствие на ней следов коррозии.

Типовые неисправности лямбда зондов, их причины и способы устранения

Если двигатель работает нормально и топливо сгорает полностью, то на рабочем наконечнике датчика отсутствует налёт, а его поверхность имеет тусклый матовый тёмно-серый цвет.

 

 

Отравление чувствительного элемента датчика.

Если же вы наблюдаете на наконечнике датчика нижеуказанные изменения, значит, следует обратить внимание на необходимость проведения дополнительных ремонтных работ.

 

← Отравление антифризом. В случае загрязнения антифризом на наконечнике появляются зернистые отложения серого или зеленоватого цвета с белыми потёками:
Проверьте систему охлаждения двигателя и особенно прокладку головки цилиндров на протечки и провести ремонт. Лямбда зонд заменить.

 

← Отравление маслом. В случае избыточного потребления двигателем масла на наконечнике появляются отложения серого или черного цвета:
→ Проверьте двигатель на износ или утечку масла и произвести ремонт. Датчик заменить.

 

 

 ← Отравление сажей. В случае неправильной работы система зажигания и/или топливной системы на датчике появляется сажа темно коричневого или черного цвета.
→ Проверьте топливную систему, измерьте токсичность выхлопных газов. Датчик придётся заменить.

 

← Отравление этилированным бензином. Одна-две заправки этилированным бензином приводят к появлению на датчике блестящих отложений тёмно серого цвета.
→ Заменить этилированный бензин на неэтилированный и заменить датчик.

 


← Отравление топливными присадками. Частое использование различных топливных присадок или недавно проведённый ремонт двигателя с использованием силиконовых герметиков приводит к образованию на датчике красных или белых отложений.
→ Прочистить топливную систему и двигатель. Заменить датчик.

 

 

Перегорание нагревательного элемента.

Если наконечник датчика выглядит вполне здоровым , его провода и электроразъём в порядке, то выход датчика из строя наступил в результате перегорания нагревательного элемента. Нагревательный элемент мог перегореть по следующим причинам:


1. Температурный шок в результате попадания воды на датчик из-за форсирования глубоких луж или мытья подкапотного пространства.
2. Неисправная электропроводка.
3. Проблемы с катализатором.


→Внимание! В случае перегорания нагревательного элемента, следует проверить катализатор, поскольку при сохранении проблем с катализатором новый лямбда зонд снова выйдет из строя в течение недолгого времени.

Коррозия контактной группы электроразъёма.

• Попадание воды внутрь электроразъёма (на контактную группу) из-за форсирования глубоких луж или мытья подкапотного пространства.
→Старайтесь проезжать лужи в спокойном режиме, без брызг, особенно, если автомобиль имеет обычный дорожный просвет.

Механические повреждения датчика, кабеля датчика, электроразъёма.

• «Кривые» руки автомехаников, производящих демонтаж/монтаж датчика при проведении других работ или деталей, расположенных вблизи датчика. Повреждения происходят в результате падения датчика на твёрдую поверхность, падения чего-то твёрдого и тяжёлого (ключ, головка, деталь, болт и т.п.) на датчик или электроразъём.
→ Тут уж вряд ли чем поможешь, но будьте бдительны!


• Неправильная укладка кабеля лямбда зонда после обратного монтажа. В результате этого происходит оплавление изоляции кабеля из-за его соприкосновения с горячими частями двигателя, либо, в случае со вторым датчиком, его обрыв при движении.
→ Проверяйте правильность укладки проводов после установки датчика.

Про лямбда зонд — DRIVE2

Датчик концентрации кислорода

Датчик кислорода предназначен для определения концентрации кислорода в отработавших газах, состав которых зависит от соотношения топлива и воздуха в смеси, подаваемой в цилиндры двигателя. Информация, которую выдает датчик в виде напряжения (или изменения сопротивления), используется электронным блоком управления впрыском (или карбюратором) для корректировки количества подаваемого топлива.
Для полного сгорания 1 кг топлива необходимо 14,7 кг воздуха. Такой состав топливо-воздушной смеси называют стехиометрическим, он обеспечивает наименьшее содержание токсичных веществ в отработавших газах и, соответственно, эффективное их "дожигание" в каталитическом нейтрализаторе.
Для оценки состава топливо-воздушной смеси используют коэффициент избытка воздуха — отношение количества воздуха, поступившего в цилиндры, к количеству воздуха, теоретически необходимого для полного сгорания топлива. В мировой практике этот коэффициент называют лямбда. При стехиометрической смеси лямбда = 1, если лямбда < 1 (недостаток воздуха), смесь называют богатой, при лямбда >1 (избыток воздуха) смесь называют бедной.
Наибольшая экономичность при полностью открытой дроссельной заслонке бензинового двигателя достигается при лямбда=1,1-1,3. Максимальная мощность обеспечивается, когда лямбда =0,85-0,9.

Общие сведения

В справочной литературе датчик может называться по-разному: кислородный датчик, регулятор "лямбда", лямбда-зонд, датчик концентрации кислорода в отработавших газах. Кислородные датчики бывают двух типов: электрохимические и резистивные. Первый тип датчиков работает по принципу элемента, вырабатывающего электрический ток. Второй — работает, как резистор, изменяя свое сопротивление от условий среды, в которой находится.
Наибольшее распространение в настоящее время получили электрохимические датчики кислорода. В них используется свойство диоксида циркония создавать разность электрических потенциалов (напряжение) при разной концентрации кислорода (в отработавших газах и окружающем воздухе).
При нормальной работе системы подачи топлива напряжение, вырабатываемое датчиком кислорода, может изменяться несколько раз в секунду. Это позволяет приготавливать и поддерживать необходимый состав топливной смеси практически на любом режиме работы двигателя.

Устройство датчика кислорода.

Устройство датчика кислорода:
1- металлический корпус с резьбой.
2 — уплотнительное кольцо.c 3 — токосъемник электрического сигнала.
4 — керамический изолятор.
5 — проводка.
6 — манжета проводов уплотнительная.
7 — токопроводящий контакт цепи подогрева.
8 — наружный защитный экран с отверстием для атмосферного воздуха.
9 — подогрев.
10 — наконечник из керамики.
11 — защитный экран с отверстием для отработавших газов.

Основная часть датчика — керамический наконечник, сделанный на основе диоксида циркония, на внутреннюю и наружную поверхности которого методом напыления наносится платина. Соединение наконечника и корпуса выполнено полностью герметичным во избежание попадания отработавших газов во внутреннюю полость датчика, сообщающуюся с атмосферой. Керамический наконечник находится в потоке отработавших газов, поступающих через отверстия в защитном экране. Эффективная работа датчика возможна при температуре не ниже 300-350'С. Поэтому, для быстрого прогрева после пуска двигателя, современные датчики снабжают электрическим нагревательным элементом, представляющим из себя керамический стержень со спиралью накаливания внутри. Датчики кислорода с различным количеством проводов: провод сигнала, провод "массы" сигнала, провод питания подогрева, провод "массы" подогрева. Датчики без нагревателя могут иметь один, или два сигнальных провода, датчики со встроенным электрическим нагревателем — три или четыре провода. Как правило, провода светлых цветов относятся к нагревателю, а темных — к сигнальному проводу. Все элементы датчика кислорода изготовлены из жаростойких материалов, так как его рабочая температура может достигать 950°С. Выходящие провода имеют термостойкую изоляцию.

Место установки датчика кислорода.

В связи с тем, что датчик кислорода может вырабатывать электрический сигнал только при температуре 300-350°С и выше, датчики без нагревателя устанавливаются в выпускном трубопроводе ближе к двигателю, а с нагревательными элементами — перед нейтрализатором.
В некоторых автомобилях в каталитическом нейтрализаторе установлен датчик температуры, который не следует путать с кислородным. Иногда устанавливается два кислородных датчика — до нейтрализатора и после него.

Маркировка датчиков:

На каждом датчике кислорода, как правило, обозначено: наименование страны-изготовителя; наименование и (или) товарный знак изготовителя; условное обозначение типа.

Ресурс и периодичность контроля работоспособности

Датчики кислорода имеют неразборную конструкцию и не требуют обслуживания. Ресурс электрохимических датчиков кислорода составляет от 60 до 80 тыс. км пробега автомобиля при соблюдении условий эксплуатации, нарушение которых резко сокращает срок службы. Рекомендуется проверять датчики кислорода при каждом техническом обслуживании автомобиля.

Причины преждевременного выхода из строя датчика кислорода

1. Применение этилированного бензина или несоответствующей марки топлива.
2. Использование при установке датчика герметиков, вулканизирующихся при комнатной температуре или содержащих в своем составе силикон.
3. Перегрев датчика из-за неправильно установленного угла опережения зажигания, переобогащения топливо-воздушной смеси, перебоев в зажигании и т. д.
4. Многократные (неудачные) попытки запуска двигателя через небольшие промежутки времени, что приводит к накапливанию несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе, которое может воспламениться с образованием ударной волны.
5. Проверка работы цилиндров двигателя с отключением свечей зажигания.
6. Попадание на керамический наконечник датчика любых эксплуатационных жидкостей, растворителей и моющих средств.
7. Обрыв, плохой контакт или замыкание на "массу" выходной цепи датчика.
8. Негерметичность в выпускной системе.

Возможные признаки неисправности датчика кислорода
1. Неустойчивая работа двигателя на малых оборотах.
2. Повышенный расход топлива.
3. Ухудшение динамических характеристик автомобиля.
4. Характерное потрескивание в районе расположения каталитического нейтрализатора после остановки двигателя.
5. Повышение температуры в районе каталитического нейтрализатора или его нагрев до раскаленного состояния.
6. На некоторых автомобилях загорание лампы "СНЕСК ЕNGINЕ" при установившемся режиме движения.

Правила снятия и установки датчика

1. Демонтаж датчика, во избежание повреждений, производят только на холодном двигателе, перед этим отсоединяют провода датчика (при выключенном зажигании).
2. Перед заменой датчика необходимо проверить его маркировку, которая должна соответствовать указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля.
3. Производят внешний осмотр, чтобы:
убедиться в отсутствии механических повреждений;
проверить наличие уплотнительного кольца; o проверить наличие на резьбовой части специальной противопригарной смазки.
4. Заворачивают от руки датчик кислорода до упора и затягивают с усилием 3,5-4,5 кгм. Соединение должно быть герметичным.
5. Соединяют электрический разъем (разъемы).
6. Проверяют работоспособность по контролируемым параметрам.

В некоторых случаях датчик крепится к выпускному трубопроводу с помощью специальной пластины. Между пластиной и выпускным трубопроводом должна находиться специальная герметизирующая прокладка.

Основные контролируемые параметры

Проверка параметров датчика кислорода осуществляется при достижении им рабочей температуры (350+50°С) с использованием газоанализатора, осциллографа, цифрового вольтметра и омметра.

Контролируются следующие параметры:

1. при значении Лямбда=0,9 (обогащенная горючая смесь) напряжение на сигнальном проводе должно быть не менее 0,65 В;
2. при значении лямбда=1,1 (обедненная горючая смесь) напряжение на сигнальном выводе должно быть не более 0,25 В;
3. время срабатывания при обедненной горючей смеси — не более 250 мс;
4. время срабатывания при обогащенной горючей смеси — не более 450 мс;
5. сопротивление при температуре 350 + 50 "С не более 10кОм.

Бензиновому двигателю для работы требуется смесь с определенным соотношением воздух-топливо. Соотношение, при котором топливо максимально полно и эффективно сгорает, называется стехиометрическим и составляет оно 14,7:1. Это означает, что на одну часть топлива следует взять 14,7 частей воздуха. На практике же соотношение воздух-топливо меняется в зависимости от режимов работы двигателя и смесеобразования. Двигатель становится неэкономичным. Это и понятно!

Коэффициент избыточности воздуха — L (лямбда) характеризует — насколько реальная топливно-воздушная смесь далека от оптимальной (14,7:1). Если состав смеси — 14,7:1, то L=1 и смесь оптимальна. Если L < 1, значит недостаток воздуха, смесь обогащенная. Мощность двигателя увеличивается при L=0,85 — 0,95. Если L > 1, значит налицо избыток воздуха, смесь бедная. Мощность при L=1,05 — 1,3 падает, но зато экономичность растет. При L > 1,3 смесь перестает воспламеняться и начинаются пропуски в зажигании. Бензиновые двигатели развивают максимальную мощность при недостатке воздуха в 5-15% (L=0,85 — 0,95), тогда как минимальный расход топлива достигается при избытке воздуха в 10-20%% (L=1,1 — 1,2). Таким образом соотношение L при работе двигателя постоянно меняется и диапазон 0,9 — 1,1 является рабочим диапазоном лямбда-регулирования. В то же время, когда двигатель прогрет до рабочей температуры и не развивает большой мощности (например работает на ХХ), необходимо по возможности более строгое соблюдение равенства L=1 для того, чтобы трехкомпонентный катализатор смог полностью выполнить свое предназначение и сократить объем вредных выбросов до минимума.

Датчик кислорода — он же лямбда-зонд — устанавливается в выхлопном коллекторе таким образом, чтобы выхлопные газы обтекали рабочую поверхность датчика. Материал его как правило циркониевый (используется керамический элемент на основе двуокиси циркония, покрытый платиной) — гальванический источник тока, меняющий напряжение в зависимости от температуры и наличия кислорода в окружающей среде. Конструкция его предполагает, что одна часть соединяется с наружним воздухом, а другая — с выхлопными газами внутри трубы. В зависимости от концентрации кислорода в выхлопных газах, на выходе датчика появляется сигнал. Уровень этого сигнала, для датчиков систем впрыска конца 80-х — начала 90-х годов, может быть низким (0,1…0,2В) или высоким (0,8…0,9В). Таким образом датчик кислорода — это своеобразный переключатель (триггер), сообщающий контроллеру впрыска о качественной концентрации кислорода в отработавших газах. Фронт сигнала между положениями "Больше" и "меньше" очень мал. Настолько мал, что его можно не рассматривать всерьез. Контроллер принимает сигнал с ЛЗ, сравнивает его с значением, прошитым в его памяти и, если сигнал отличается от оптимального для текущего режима, корректирует длительность впрыска топлива в ту или иную сторону. Таким образом осуществляется обратная связь с контроллером впрыска и точная подстройка режимов работы двигателя под текущую ситуацию с достижением максимальной экономии топлива и минимизацией вредных выбросов.

Лямбда-зонды бывают одно-, двух-, трех- и четырехпроводные. Однопроводные и двухпроводные датчики применялись в самых первых системах впрыска с обратной связью (лямбда-регулированием). Однопроводный датчик имеет только один провод, который является сигнальным. Земля этго датчика выведена на корпус и приходит на массу двигателя через резьбовое соединение. Двухпроводный датчик отличается от однопроводного наличием отдельного земляного провода сигнальной цепи. Недостатки таких зондов: рабочий диапазон температуры датчика начинается от 300 градусов. До достижения этой температуры датчик не работает и не выдает сигнала. Стало быть необходимо устанавливать этот датчик как можно ближе к цилиндрам двигателя, чтобы он подогревался и обтекался наиболее горячим потоком выхлопных газов. Процесс нагрева датчика затягивается и это вносит задержку в момент включения обратной связи в работу контроллера. Кроме того, использование самой трубы в качес

Все о Лямбда Зонте! — Nissan Almera, 1.8 л., 2004 года на DRIVE2

Лямбда-зонд (λ-зонд) — датчик кислорода (например: в выпускном коллекторе двигателя или дымоходе отопительного котла). Позволяет оценивать количество оставшегося свободного кислорода в выхлопных газах.

Лямбда-зонд действует по принципу гальванического элемента с твердым электролитом в виде керамики из диоксида циркония (ZrO2). Керамика легирована оксидом иттрия, а поверх неё напылены токопроводящие пористые электроды из платины. Один из электродов «дышит» выхлопными газами, а второй — воздухом из атмосферы. Эффективное измерение остаточного кислорода в отработавших газах лямбда-зонд обеспечивает после разогрева до определенной температуры (для автомобильных двигателей 300—400 °C). Только в таких условиях циркониевый электролит приобретает проводимость, а разница в количестве атмосферного кислорода и кислорода в выхлопной трубе ведет к появлению на электродах лямбда-зонда выходного напряжения.

При одинаковой концентрации кислорода с обеих сторон электролита, датчик находится в равновесии и его разность потенциалов равна нулю. Если на одном из платиновых электродов концентрация кислорода изменяется, то появляется разность потенциалов, пропорциональная логарифму концентрации кислорода на рабочей стороне датчика. При достижении стехиометрического состава горючей смеси, концентрация кислорода в выхлопных газах падает в сотни тысяч раз, что сопровождается скачкообразным изменением э.д.с. датчика, которая фиксируется высокоомным входом измерительного устройства (бортового компьютера автомобиля).

Первые «лямбда-зонды» были резистивными, то есть изменяли свое сопротивление. Современные датчики работают как пороговые элементы.

Сигнал используется системой управления для поддержания оптимального (стехиометрического, около 14,7:1) соотношения топливной смеси. В стехиометрии — λ = (реальное к-во воздуха) / (необходимое к-во воздуха).

λ=1 — стехиометрическая (теоретически идеальная) смесь;
λ>1 — бедная смесь;
λ<1 — богатая смесь (избыток бензина, воздуха не хватает для полного сгорания).
Поскольку некоторое количество кислорода должно присутствовать в выхлопе для нормального дожигания СО и СН на катализаторе, для более точного регулирования используют второй датчик, расположенный за катализатором.

O2SENSOR.png
Широкополосный лямбда-зонд
Разновидность кислородного датчика.

Wbo2.png
Основная разница зонда с широкой панелью LSU 4 по отношению к обычным λ-зондам — это комбинация сенсорных ячеек и так называемых накачивающих ячеек. Ячейки разделены диффузионным зазором шириной от 0,01 до 0,05 мм. Состав его газового содержимого постоянно соответствует λ=1, что для сенсорной ячейки значит напряжение в 450 милливольт. Содержание газа в зазоре и вместе с ним напряжение сенсора поддерживаются посредством различных напряжений, прикладываемых к накачивающей ячейке. При бедной смеси и напряжении сенсора ниже 450 милливольт ячейка выкачивает кислород из диффузионной полости. Если смесь богатая и напряжение лежит выше 450 милливольт, ток меняет свое направление, и накачивающие ячейки транспортируют кислород в диффузионные расщелины. При этом интегрированный нагревающий элемент устанавливает температуру области от 700 до 800 градусов.

При отказе датчика система переходит в аварийный режим без коррекции содержания воздуха в смеси.

Одной из основных причин отказа датчика в автомобиле (в России) являлось его «отравление» тетраэтилсвинцом. По мере перехода на качественный неэтилированный бензин эта проблема уходит в прошлое.

Форму напряжения на нем можно увидеть двумя способами:
сканером
мотортестером, подключив щупы и запустив самописец
Второй вариант предпочтительнее. Почему? Потому, что мотортестер дает возможность оценить не только текущие и пиковые значения, но и форму сигнала, и скорость его изменения. Скорость изменения — это как раз и есть характеристика исправности датчика.
Итак, главное: датчик кислорода реагирует на кислород. Не на состав смеси. Не на угол опережения зажигания. Не на что-либо еще. Только на кислород. Это нужно осознать обязательно.
О физическом принципе работы датчика рассказано во многих книгах, посвященных электронным системам управления двигателем, и мы на нем останавливаться не будем.
На сигнальный вывод датчика с ЭБУ подается опорное напряжение 0.45 В. Чтобы быть полностью уверенным, можно отключить разъем датчика и проверить это напряжение мультиметром или сканером. Все в порядке? Тогда подключаем датчик обратно.
К слову, на старых иномарках опорное напряжение «уплывает», и в итоге нормальная работа зонда и всей системы нарушается. Чаще всего опорное напряжение при отключенном датчике бывает выше необходимых 0.45 В. Проблема решается путем подбора и установки резистора, подтягивающего напряжение к «массе», тем самым возвращая опорное напряжение на необходимый уровень.
Дальше схема работы датчика проста. Если кислорода в газах, омывающих датчик, много, то напряжение на нем упадет ниже опорного 0.45 В, примерно до 0.1В. Если кислорода мало, напряжение станет выше, около 0.8-0.9 В. Прелесть циркониевого датчика в том, что он «перепрыгивает» с низкого на высокое напряжение при таком содержании кислорода в отработанных газах, которое соответствует стехиометрической смеси. Это замечательное его свойство используется для поддержания состава смеси на стехиометрическом уровне.
МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ ДАТЧИКА КИСЛОРОДА
Поняв, как работает датчик кислорода, легко понять методику его проверки.
Предположим, ЭБУ выдает ошибку, связанную с этим датчиком. Например, Р0131 «Низкий уровень сигнала датчика кислорода 1». Нужно понимать, что датчик отображает состояние системы, и если смесь действительно бедная, то он это отразит. И замена его абсолютно бессмысленна.
Как нам выяснить, в чем кроется проблема — в датчике или в системе? Очень просто. Смоделируем ту или иную ситуацию.
Например, при жалобе на бедную смесь и низком напряжении на сигнально выводе датчика увеличим подачу топлива, пережав шланг обратного слива. Или, при его отсутствии, брызнув во впускной коллектор бензина из шприца. Как отреагировал датчик? Показал ли обогащенную смесь? Если да — то нет никакого смысла его менять, нужно искать причину, почему система подает недостаточное количество топлива.
Если же смесь богатая, и зонд это отображает, попробуйте создать искусственный подсос, сняв какой-нибудь вакуумный шланг. Напряжение на датчике упало? Значит, он абсолютно исправен.
Третий вариант (достаточно редкий, но имеющий место). Создаем подсос, пережимаем «обратку» — а сигнал на датчике не меняется, так и висит на уровне 0.45 В, либо меняется, но очень медленно и в небольших пределах. Все, датчик умер. Ибо он должен чутко реагировать на изменения состава смеси, быстро меняя напряжение на сигнальном выводе.
Для более глубокого понимания добавлю, что при наличии небольшого опыта легко установить степень изношенности датчика. Это делается по крутизне фронтов перехода с богатой смеси на бедную и обратно. Хороший, исправный датчик реагирует быстро, переход почти что вертикальный (смотреть, само собой, мотортестером). Отравленный либо просто изношенный датчик реагирует медленно, фронты переходов пологие. Такой датчик требует замены.
Понимая, что датчик реагирует на кислород, можно легко уяснить еще один распространенный момент. При пропусках воспламенения, когда из цилиндра в выпускной тракт выбрасывается смесь атмосферного воздуха и бензина, лямбда-зонд отреагирует на большое количество кислорода, содержащееся в этой смеси. Поэтому при пропусках воспламенения очень возможно возникновение ошибки, указывающей на бедную топливно-воздушную смесь.
Хочется обратить внимание еще на один важный момент: возможный подсос атмосферного воздуха в выпускной тракт перед лямбда-зондом.
Я упоминал, что датчик реагирует на кислород. Что же будет, если в выпуске будет свищ до него? Датчик отреагирует на большое содержание кислорода, что эквивалентно бедной смеси.
Обратите внимание: эквивалентно
Смесь при этом может быть (и будет) богатой, а сигнал зонда ошибочно воспринимается системой как наличие бедной смеси. И ЭБУ ее обогатит! В итоге имеем парадоксальную ситуацию: ошибка «бедная смесь», а газоанализатор показывает, что она богатая. Кстати сказать, газоанализатор в данном случае — очень хороший помощник диагноста.

ДАТЧИК КИСЛОРОДА: ВЫВОДЫ
Нужно совершенно четко отличать неисправность ЭСУД от неисправности лямбда-зонда.
Проверить зонд можно, контролируя напряжение на его сигнальном выводе сканером или подключив к сигнальному выводу мотортестер.
Искусственно смоделировав обедненную или, наоборот, обогащенную смесь и отследив реакцию зонда, можно сделать достоверный вывод о его исправности.
По крутизне перехода напряжения от состояния «богато» к состоянию «бедно» и наоборот легко сделать вывод о состоянии лямбда-зонда и его остаточном ресурсе.
Наличие ошибки, указывающей на дефект лямбда-зонда, отнюдь не является поводом для его замены.

Графики:

1. Идеальная работа. Эталонный график.

2. Отравленный датчик.

3. Обедненная смесь

4. Богатая смесь.

5. Бедная смесь.

,

BMW 5 series 528i ///Малышка › Бортжурнал › Диагностика лямба-зонда по осциллографу и ошибки 202 / 203

Кто сталкивался с ошибками 202 и 203, тот знает сколько много протеворечивой информации гуляет по интернет-форумам. Одни кричат ищи подсос и их не смущает черный выхлоп и богатая смесь. Другие безрезультатно меняют лямбды лишая себя денег на правильную диагностику автомобиля. Короче баек ходит столько, что просто хочется взяться за голову. Найти же истину будет не просто.

Я буду рад за конструктивную обоснованную критику, так что если видите неточности, пишите об этом.

На моей машине при высоких оборотах появляется черный дым, что свидетельствует о богатой смеси.
Также в системе управления двигателем время от времени всплывают ошибки который я стираю:
202 Fuel trim limit bank 1 — Достигнут предел регулировки по лямбда зонду в цилиндрах 1-3
203 Fuel trim limit bank 2 — Достигнут предел регулировки по лямбда зонду в цилиндрах 4-6

Для начала учимся правильно читать результаты диагностики. Для примера взяты фото из интернета. Они не имеют никакого отношения к моему авто. У меня будет все немного по другому.

Фото для примера взято на просторах интернета


Error frequency — 6 — фиксирует как часто обнаруживалась неполадка, в данном случае ЭБУ зафиксировал ее 6 раз в памяти.

Oxygen sensor heater — 62.56% — ЭБУ регулирует напряжение на спирали нагревательного элемента датчика кислорода. Мощность нагрева измеряется в процентах.

Oxygen sensor voltage 1 — 0.55 В — Наряжение на лямбде зафиксированное в момент появления ошибки.
Так как речь идет о лямбдах Siemens, нужно понимать что размах напряжения на выходе у них от 0.5 до 4.9 вольт. В данном случае понятно, что топливно-воздушная смесь вышла за пределы нормы. Притом лямбда уже не в состоянии измерить в ней колличество кислорода, ведь ниже 0.5 вольт он показать не может.

Далее INPA подсказывает нам возможные причины такой ошибки.
Short circuit to ground — Короткое замыкание на землю (кузов)
И вправду, если сигнальный провод потерял изоляцию, искупался в реагентах на дороге, куда нибудь частично замкнул или попросту отгнил, то возможно возникновение такой вот ошибки.

Error present — Ошибка присутствует — Скорее всего имеется ввиду, что ошибка небыла устранена, и именно сейчас компьютер фиксирует эту проблему. Счетчик ошибок мог бы зашкалить, но комп фильтрует такие вещи, поэтому показывает Error frequency 6 раз.

Sporadic error — Периодическая ошибка — Под периодом вполне может оказаться какой-то промежуток времени известный только ЭБУ, а так как время он фиксировать не умеет, то вполне способен подсчитывать колличество поездок.

Фото для примера взято на просторах интернета


Error frequency — 1 — ошибка зафиксирована лишь однажды но дальше хуже.
Oxygen sensor voltage 2 — 4.90 В — И снова мы видим крайнее напряжение на лямбде. Топливновоздушная смесь насколько сильно вышла за пределы нормы, что датчик уже не в состоянии определить колличество кислорода, он зашкалил на 4.9В.

Short circuit to batt+ — Замыкание провода на плюсовую клему
А тут все наоборот, INPA предупреждает нас о том, что одна из причин такого поведения, может оказаться замыкание сигнального провода с проводом питания. Например с ЭБУ на лямбду идут провод опорного напряжения (питающий лямду), и если каким нибудь образом уптрачена изоляция, попала соль в провода, то возможна такая ситуация. Какое именно опорное напряжение приходит на лямбды, 5 или 12 вольт, я как нибудь измерю, но в другой раз.

Static Error — Статическая ошибка — Скорее всего, когда ошибка никуда не уходит уже много поездок, то она переходит в разряд статических. Если бы она то исчезала, то появлялась, то это бы уже была бы периодическая ошибка. Счетчик ошибок хоть и показывает 1, но ошибка то висит, она есть и с ней беда.

С этими ошибками разобрались. Хозяин по словам с форума решил их заменой лябд. Там и так был парадокс, когда в одном банке цилиндров была богатая смесь, а в другом банке бедная. Но вот как можно по показаниям напряжения понять какая смесь счас в вашем движке. Этот вопрос меня мучал достатчно. Информации по Bosch лямбдам предостаточно, но и там еще больше мусора. А по лямбдам от Siemens вообще пусто. Остается только верить редким ресурсам где я добыл вот какую инфу…

Во первых не забываем о википедии. Лямбда-зонд.

На картинке изображен график широкополосного лямбда зонда.


Широкополосный лямбда конечно совсем не лямбда от Siemens, но дальше интереснее.

Далее я неудержался и решил скопировать под чистую очень важную статью о диагностике датчиков. Эта статья и так была скопирована другим автором, а ее оригинал был потерян. Чтобы статья совсем не пропала, ее нужно спасать. Благодаря нее я смог понять каким образом происходит диагностика лямбд, что позволило повысить уровень знаний, а не только распологать теоретическими догмыслами.

ДИАГНОСТИКА СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ПО СИГНАЛУ ЛЯМДА-ЗОНДА

Лямбда-зонд устанавливается в потоке отработавших газов двигателя и измеряет уровень содержания кислорода в отработавших газах. Анализируя осциллограмму напряжения выходного сигнала лямбда-зонда на различных режимах работы двигателя, можно оценить как исправность самого датчика, так и исправность системы управления двигателем в целом.

Признаком неисправного лямбда-зонда является повышенный расход топлива, ухудшение динамики автомобиля, ощутимое понижение мощности двигателя, возможна неустойчивая работа двигателя на холостом ходу или "качание" оборотов холостого хода. Лямбда-зонд сравнивает уровень содержания кислорода в выхлопных газах и в окружающем воздухе и представляет результат этого сравнения в форме аналогового сигнала.

Применяются двухуровневые зонды, чувствительный элемент которых выполнен из оксида циркония либо из оксида титана, но на их смену приходят широкополосные лямбда-зонды.

Лямбда-зонд на основе оксида циркония BOSCH.
Лямбда-зонд на основе оксида циркония генерирует выходной сигнал напряжением от 40-100mV до 0.7-1.0V. Размах напряжения выходного сигнала исправного лямбда-зонда достигает ~950mV.

Лямбда-зонд на основе оксида циркония BOSCH

Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония).
A – значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует максимальному напряжению выходного сигнала лямбда-зонда и равно ~840mV;
A-B – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует размаху выходного напряжения сигнала зонда и составляет ~740mV.

При пониженном содержании кислорода в отработавших газах, вызванном работой двигателя на обогащённой топливовоздушной смеси, датчик генерирует сигнал высокого уровня напряжением 0.65-1V. При повышенном содержании кислорода в отработавших газах (обеднённая топливная смесь) датчик генерирует сигнал низкого уровня напряжением 40-250mV.

ВРЕМЯ РАЗОГРЕВА ЛЯМДА-ЗОНДА

Исправный лямбда-зонд начинает работать только после прогрева чувствительного элемента до температуры выше ~350°С, когда его выходное электрическое сопротивление значительно снижается, и он приобретает способность отклонять опорное напряжение, поступающее от блока управления двигателем через резистор с постоянным электрическим сопротивлением.

В блоках управления двигателем большинства производителей опорное напряжение равно 450mV. Такой блок управления двигателем считает лямбда-зонд готовым к работе только после того как вследствие прогрева, датчик приобретает способность отклонять опорное напряжение в диапазоне более чем ±150~250mV.

Время разогрева лямбда-зонда

Осциллограмма выходного напряжения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония). Пуск прогретого до рабочей температуры двигателя.
dT – значение интервала времени между двумя маркерами. В данном случае соответствует времени прогрева лямбда-зонда и равно ~30s;
A – значение напряжения в момент времени указанный маркером. В данном случае соответствует опорному напряжению, поступающему от блока управления двигателем и равно ~450mV;
A-B – значение разности напряжений между двумя указанными маркерами моментами времени. В данном случае соответствует отклонению опорного напряжения, поступающего от блока управления двигателем на величину, по достижении которой лямбда-зонд считается прогретым и готовым к работе и равно ~250mV.

Опорное напряжение на сигнальном проводе лямбда-зонда в блоках управления двигателем может иметь и другие значения. Например, для блоков управления производства Ford оно равно 0V, а для блоков управления двигателем производства Daimler Chrysler – 5V.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЕ К ЛЯМДА-ЗОНДУ, СИГНАЛЬНАЯ МАССА

Измерение напряжения выходного сигнала лямбда-зонда блок управления двигателем производит относительно сигнальной "массы" датчика. Сигнальная "масса" лямбда-зонда в зависимости от его конструкции может быть выведена через отдельный провод на разъём датчика, а может быть соединена с корпусом датчика и при установке датчика, в таком случае, автоматически соединяться с "массой" автомобиля через резьбовое соединение. Сигнальная "масса" лямбда-зонда выведенная через отдельный провод на разъём датчика в большинстве случаев соединена с "массой" автомобиля.

Схема подключения к лямда зонду для сняция осциллограмм

Схема включения лямбда-зонда BOSCH (на основе оксида циркония).
1 – точка подключения щупа осциллографа для получения осциллограммы выходного сигнала датчика. Но встречаются блоки управления двигателем, где провод сигнальной "массы" л


Смотрите также